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针对模块化多电平变流器（MMC）在高压大功率应用场合模块数较多、控制系统复杂的特点，提出了一种改进的三级分层控制的系统架构，解决了传统控制系统同步性及可靠性较低等问题。重点研究了该分层控制系统架构的实现方法，按照由高到低的顺序对上位机控制系统、主控制器、子模块控制保护单元等进行了详细分析，确定了各控制层之间的通信内容和功能。利用三相9电平MMC实验样机对所提控制系统架构进行了实验验证，证明了所述控制系统的可行性。